高速高阶相干光通信系统中关键技术的研究

发布时间：2023-12-24 16:29

　　随着宽带信息业务的飞速发展,人们对信息的需求呈指数式的增长,传统的基于强度调制/直接检测的光通信系统已经不能满足人们的日常通信需求。为了能够实现更大容量、更快速率和更远的距离的信息传输目标,基于高阶调制码型、相干检测和数字信号处理技术的高速相干光通信系统应运而生。相比于传统的光通信系统,在发射端相干光通信系统采用高阶调制码型能有效提升系统频谱利用率,提高系统容量;在接收端将信号在传输链路中的损伤通过数字信号处理技术进行补偿和恢复,对信号的处理由光域转化到电域,可改善系统的性能,降低通信成本。本文主要对高阶调制格式信号的生成,以及信号在传输过程中的链路损伤通过数字信号处理技术进行补偿进行了研究与分析。本文的主要工作为:(1)研究了DP-QPSK、DP-16QAM、DP-64QAM调制格式信号的生成方式以及生成原理,并搭建了相应的仿真系统。主要为224Gbit/s DP-QPSK,336Gbit/s、448Gbit/s DP-16QAM,120Gbit/s DP-64QAM相干光通信系统仿真平台。(2)研究了信号的传输链路损伤以及损伤的形成原理;并对常用的相干检测方式和相干检测的原理进行了...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 引言
    1.1 课题研究背景
    1.2 相干光通信技术国内外发展现状
    1.3 高阶调制码型的发展与研究现状
    1.4 高速相干光通信系统中的典型复用技术
        1.4.1 WDM技术概述
        1.4.2 偏振态复用技术概述
    1.5 论文结构安排
第二章 高速相干光通信系统
    2.1 相干光通信系统概述
        2.1.1 相干光通信系统的主要结构
        2.1.2 相干光通信系统中的数字信号处理技术概述
    2.2 调制原理概述
        2.2.1 激光调制概述
        2.2.2 光调制器原理
        2.2.3 新型调制格式
    2.3 光信号传输的链路损伤
        2.3.1 光纤的损耗
        2.3.2 光纤的色散
        2.3.3 光纤的非线性效应
    2.4 相干接收机原理概述
        2.4.1 相干检测技术的基本原理
        2.4.2 外差检测与零差检测技术
        2.4.3 相干检测技术的优点
    2.5 本章小结
第三章 相干光通信系统中数字信号处理技术的研究与分析
    3.1 色度色散补偿技术
        3.1.1 基于色散补偿光纤的色散补偿方案的仿真与分析
        3.1.2 基于频域均衡器的色散补偿方案的应用与研究
    3.2 偏振解复用及动态均衡
        3.2.1 CMA算法的应用与研究
        3.2.2 CMA+RED算法的应用研究
    3.3 非线性损伤补偿技术的仿真与分析
    3.4 载波频偏估计算法
        3.4.1 四次方载波频偏估计算法的应用与分析
        3.4.2 基于FFT的载波频偏估计算法的应用与分析
    3.5 载波相位噪声估计算法的研究
        3.5.1 BPS算法
        3.5.2 BPS/ML算法
    3.6 本章小结
第四章 DP-16QAM相干光通信系统的研究与分析
    4.1 DP-16QAM相干光通信系统的搭建
    4.2 448 Gbit/s DP-16QAM相干光传输链路损伤补偿的研究
        4.2.1 色散补偿算法的补偿效果分析
        4.2.2 载波频偏估计算法的性能分析
        4.2.3 载波相位估计算法的性能分析
    4.3 利用光纤中的克尔非线性提高DP-16QAM接收机性能
        4.3.1 接收机概述
        4.3.2 新型接收机原理
        4.3.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的学术成果



本文编号：3874885